中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司
摘要：随着社会的进步，城市建设也在进行着日新月异的发展，在城市地铁隧道施工过程中,本文以地铁盾构掘进施工造成的桥梁沉降处理展开简要探讨，通过对某市地铁区间盾构掘进时引起的高架桥桥桩沉降事故的案例分析，全面的介绍了盾构掘进过程中引起的高架桥沉降的处理方法，提供了参考城市地下结构会导致桥梁施工的地面沉降方面的借鉴。
关键词：盾构挖进；桥梁沉降；加固
1工程概况
以某市的城市地铁为例，城市地铁盾构开挖过程中由于不可预见的遇到松软地层,地下水击穿保护刷,大量涌水造成地下水严重流失，地层重新固结引起地表结构物出现不同程度的沉降，导致该处一副连续梁桥墩产生不均匀沉降，箱梁的底板和腹板均产生较多裂缝，严重威胁桥梁的安全使用。原桥为钢筋混凝土现浇箱式6跨连续梁，跨度为24m,NB25b,NB27b,NB28b为双墩支撑，NB22b~NB25b为单墩支座。其中，NB22b、NB23b和NB26b~NB28b均由支撑物支撑，NB24b和NB25b为偏心墩梁的固结。端承桩在NB22b~NB28b墩基础上使用，NB22b~NB28b墩地基基础位于(8)(9)层。(8)不形成岩石风化带，主要为白垩质大丘;(9)岩石岩性岩石风化带，主要由粉砂岩、卵石砂岩和泥质砂岩和砾岩组成的白垩纪大山群;但勘探表明，NB25b位于墩桩底部(9)、局部夹层、下地层(6)在盾构机前100米范围内有大量的断裂层。地下水丰富，水压大。当它在NB25b墩前约76m时，地面的水会碰到盾尾刷，大量的水涌入会导致地下水的流失，导致NB25b墩的沉降超过70毫米。
2原桥病害情况介绍
NB25b墩、NB26b北侧墩沉降量过大,和毗邻NB24b-NB26b南侧的墩相比,南侧墩沉降不是很明显，详细数据见图一,导致出现严重的不均匀沉陷的桥,现场对桥梁高程、倾斜及裂缝的监测结果显示:由于出现不均匀沉降的桥墩,使得桥梁出现更严重的安全风险和安全隐患,墩NB25b、NB26b北墩和邻近的较大的不均匀沉降,造成桥梁板、腹板和翼缘裂缝的出现。通过全面的普查，发现桥梁损坏最严重的部分是NB24b、NB25b和NB26bpiers之间的两个跨度。通过监测结果可以看出，NB24b和NB25b、26b存在许多裂缝，分布密度较大，裂缝长度增加缓慢。NB24b~NB25b裂缝的分布范围附近的2/3,位于NB25b附近的底部轴梁裂缝宽度达到0.4毫米,2.2m,腹板和翼缘表面裂纹的最大宽度为0.25毫米,NB25b~NB26b入裂缝分布在整个潜力,地板裂缝宽度的0.35毫米,腹板和翼缘的底板裂缝最大宽度的0.35毫米,远远超过允许的宽度范围内。
图1NB24b-NB26b桥墩沉降变化图
3病害桥梁结构分析验算
通过对同济大学的博士V3.0和Midas的各方面研究，终于分析出了这一问题。原结构设计满足汽-20和挂-100的负载等级要求。然而，在实际的地铁施工过程中往往会出现地铁施工前后的墩顶部实际测量与原结构计划不相符合，导致控制部分的应力不满足。
（1）根据地铁施工前墩的相对沉降，计算出桥梁结构(不包括NB26b~NB28b的南北两侧的不均匀沉降)。
根据测量标高与NB22b~NB28b墩(墩的绝对沉降)设计标志的差异，推导出地铁施工引起的沉降，并分析了结构应力。控制截面的内力(弯矩)如下表所示:
截面位置结构抗力值（KN.m）截面受力（横在内力+支座强迫沉降位移组合）（KN.m）截面受力（汽-20挂-100组合）备注
4桥梁加固方案及施工步骤
结合上边所说的，加固的方案有以下几种:（a）停止正常的盾构开挖，并将严重损失的地下水填满隧道，以此来确保原桥不沉降，然后再将其加固。（b）在原来就有的墩基础上加强套筒管注浆。为减少现有桩基础施工过程中桩基的破坏，以及现有的NB26b桩是否会在北侧上升，将影响现有桩基础的沉降。（c）增加新桩建设，搭建临时墩承台。对于NB24b和B25b墩基础，增加了4根直径为120米的桩基。其中各分布一排作为临时墩沿线路方向布置，作为临时墩兼顾后期永久加固时顶升作用，桩基础作为永久结构的一部分。（d）临时墩是在原结构截断后临时支撑的。从NB24b到NB25b的墩中心与墩中心之间的距离为4m。桥上的临时墩由三排钢柱组成，它们分别排列在网络的中心。（e）NB26b支持调整。首先，NB26b墩的北侧最高可达2厘米。（f）截断NB25b原墩，通过反梁吊装系统恢复原有的上部、下沉、变形、裂纹检测严格的吊装结构变化过程，并控制提升速度。（g）再次调整NB26b座。以恢复其理论计算的价值。桩群桩基础的力系统是通过密封桩形成的。测试运行一段时间，以检测上部和下部结构的变形和裂纹发展。通过断裂变形试验结果，对上部结构的裂缝进行了封闭，提高了设计承载力。（h）对梁进行加固。梁加固的方法是粘贴钢板加固法,他是使用环氧树脂系列胶粘剂粘贴钢板在钢筋混凝土结构受到紧张或薄弱部位,让原来的原始结构形成一个整体力量,为了提高钢筋混凝土结构的刚度和强度,改变原始应力状态,从而进一步限制裂缝的发展,用这个方法可以大大提高桥梁的承载力，达到桥梁加固补强的目的。
5结束语
当桥梁的轴承系统受到严重破坏时，要想使其恢复到原来的受力状态是一个缓慢而系统的处理过程，其中的每一个过程、环节都是至关重要的，在整个加固过程中，我们应该对箱梁的关键部分进行应力处理，对挠度进行测试，严格控制施工参数，确保桥梁结构的安全。
临时墩的加设及截断NB25b，有利于处理整个桥梁体系的稳定和加固施工过程的紧急情况。
在对桥梁进行加固完成之后，还需要进行相关承载力的静载和动载试验，并对加强区域变形进行后续试验。对桥梁的整体性能进行了测试，验证了加固效果，并提出了管理和维护建议。
参考文献:
[1]地下铁道工程施工及验收规范（2003版）GB50299-1999中国计划出版社.
[2]姚铃森，桥梁工程，人民交通出版社，1984.
[3]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，JTJ023-85人民交通出版社.
[4]建筑结构可靠度设计统一标准，GB50068-2001中国建筑工业出版社.